建筑电气工程设计要点探讨

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

刘畅

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司,天津市天津市 300250

摘要

随着社会经济和技术的飞速发展,建筑电气系统将变得越来越智能化和高度复杂化。在建设用电项目的工程设计中,电气系统的安全设计无疑是另一项非常重要的技术内容,它与确保建设用电项目系统的基础电气设施的安全性、可靠性和高使用效率密切相关。然而,在实际工程项目的分析和设计过程中,仍存在一些问题需要我们改进和探索。


关键词

建筑电气;设计;常见问题

正文

近年来,随着我国城市社会经济规模指标可持续均衡发展方向的加快和我国整体城市化进程的逐步加快,高层建筑项目越来越多。这些将使城市建筑设计中考虑的整体社会建筑效应逐渐变得越来越复杂,电气系统设计中的问题也将变得越来越复杂。因此,研究我国现代城市建筑电气环境系统设计的实际问题具有重要意义。

1建筑电气设计中存在的问题

1.1设计深度不够

目前,施工图设计深度不符合建设部的要求和标准以及建设工程设计文件编制深度的规定的现象仍然普遍存在。主要原因可能是设计图纸和文件中没有可直接实施和使用的重大缺陷,这将直接或间接导致施工设备安装施工困难或计算错误。这方面也可能导致设计缺乏可用性。由于工程师未能按照设计规定的深度要求进行任何必要程度的深度计算、修正和注释,设计文件本身往往在原则上完全错误,很难及时准确地找到,这将进一步影响深度工程方法的合理使用。

1.2相关专业设计文件衔接不清,不按规定协调配合

事实上,这个小问题很常见,很容易造成一些施工人员或多或少的失误。例如,在建筑结构体系设计中,预埋的预应力混凝土钢筋通常被用作建筑物内潜在的防雷电气连接装置、引线等防雷接地装置和设备。根据国家标准的规定,电气安装施工图还要求按规定的专用规范标注钢筋连接点的形式要求和钢筋吊装件的预埋件,并对钢筋电气线路敷设施工技术方法的要点和各种相关管理技术措施的规定(如焊接要求)进行简要而详细的说明。此外,预埋主要构件的施工详图也包含在土木工程结构施工标准图纸模板、工程相关设计规范表和现场说明清单中。事实上,大多数建筑施工图在防雷电气图纸中一般只有相应的防雷接地图,且注释和图纸注释都非常清晰、简短。然而,许多民用住宅施工图纸往往没有相应的图纸说明和施工图纸说明,给整个工程的安全监督运行和文明施工带来了很大的困难

1.3忽视电气节能设计

目前,建筑电气节能减排设计和研究中遇到的其他许多重大问题尚未得到有效解决。虽然室内电气设计中的节能设计问题在现代建筑设计实践中引起了广泛的关注,但也因为我国的室内设计师没有自己高超的专业设计能力水平,他们遇到的各种节能问题在设计中并没有真正得到很好地有效解决。

2建筑电气设计中的要点

2.1漏电开关极数选择问题

漏电检测隔离报警开关极值的具体选择和定时应严格遵循上述选择原则:在单相或交流高压电源线用于并联供电的地方使用的低压电气设备一般应尽可能多地选择一个两极二线断路器或单符合规定的极二线漏电保护器。对于三相或高压三线交流电源系统串联回路电源场共用的三相高压电气设备,应尽量选用高压四线、三极四线高压隔离漏电报警保护器。对于由四线制单相串联备用电源直接用作供电回路电源的三相电源及其他高压、低压三相电气设备,或需要由高压单相电源控制设备串联并与其他低压三相配电设备和共用电路串联供电的过压保护隔离电路,应考虑四级三极四线和四级四线低压漏电保护器。

2.2消防用电设备保护开关选择问题

为确保消防泵、风塔等其他小型移动消防电气设备系统的安全、供电连续性和运行可靠性,即使存在短期过载放电的可能性,电气设备也应继续可靠运行。在许多大型风机图纸上,虽然设计人员在考虑设计或安装方法时,明确考虑到带热继电器功能的过载报警保护开关仅用于切断过载报警电路,而不是作为单独的保护切断开关来保护主电路,但他们往往采用水泵,在选择保护开关位置和风扇等保护介质的组合方案时,经常会发现还有许多其他小细节:保护介质的切断开关不再是塑壳保护开关,但当保护介质过载或报警过载时,断路器动作时,仍然选择多重脱扣器直接切断其工作电源,显然所有这些做法都是极不合理的选择。在保护微动开关时,最好直接选择微动断路器。由于微动开关本身的断点具有实现电流过载等自动短路保护能力和电流短路保护等主动保护能力的双重特性,其附件不能再直接选择。当电源过载保护失效时,断路器动作保护或自动切断故障电源,这显然是错误的选择,但绝对不存在任何错误选择的可能性。一般来说,用于消防的水电泵、风机开关等过载保护元件的开关元件应严格避免使用铝塑外壳开关,并注意尽量避免使用单个电磁脱扣器作为配套产品。

3建筑物防雷设计

1) 这是一种常见的防雷建筑。防止侧面雷击电流的基本措施编号为“从30m起,在建筑物周围每隔不超过6m设置水平避雷带,并与引下线连接”,在某些地方,建筑设计要求建筑物高度应至少为30m及以上三层,每层至少制作一个均压保护环。很明显,这实际上是非常明显的不符合规范标准和架构设计要求。(2) 原国家建筑二级标准建筑防雷标准建筑防侧击雷达接地措施:“45米及以上外墙上的金属栏杆、门窗等大型金属物体应与防雷装置连接”规范中未明确规定应制作均压环。这本身就意味着可以通过在45m或更高建筑物的每三层之间的圈梁中使用主钢筋连接来设置水平均压环,事实上,即使有这样的设计,仍有必要考虑在45m建筑物或建筑物上方建筑物的每三层之间设置水平避雷带,或在每层之间设置水平避雷带。显然,这在任何情况下都是不必要的。(3) 目前,只有少数工程的防雷工程要求设计等级的防雷引下线数量不够,引下线之间的距离至少应超过《防雷工程设计等级要求技术规范》中的其他相关要求。在其他工程中,防雷工程的设计等级要求引下线之间的距离可以使用两根直径为10mm的圆形钢柱,规范要求的间距应适当限制为4根。(4) 对于二级以上防雷建筑物,当建筑物防雷安全防护隔离系统的接地装置需要与建筑物防雷安全防护系统的接地点设置共用或一组接地方式转换保护装置时,且需设置防雷电源专用变压器,防雷一般在相邻同类建筑物的单位面积内使用,并注明“变压器高低压侧各相应安装避雷器”进行防雷,在其他条件允许的地方,为进行防雷设计,在防雷装置的每侧至少安装一个避雷器是不合适的。(5) 对于建筑物顶层的节日灯、屋顶风机、电梯线路等高压配电线路,不能说高压配电防雷设计属于哪一类。仅要求一次过电压和短路保护器应按照设计标准或在配电盘范围内安装。同时,一些配电线路设计为不安装。(6) 高层建筑电梯进屋检查时,安装在主开关等配电箱、柜内的防雷模块一般应直接安装在主开关箱后,而安装在建筑物顶层的元宵开关箱等配电箱、柜内的防雷模块也应直接安装在主开关柜前,个别设计为反向交错安装。

4电气消防设计

4.1供电电源问题

消防系统电力应急设备供电系统的最大工作电流必须具有连续和不间断供电的特点。发生火灾时,应急系统的供电系统应能充分保证消防系统电气设备的连续可靠供电。

4.2应急照明设计

对于指向入口和出口的标志光源和指向疏散警告区安全照明设施出口的标志灯电源,均应考虑电池电源。安全疏散区内用于安全照明的供电设备的线路主电源系统也应与不同供电负荷的变压器线路连接,或与不同方向的馈线干线连接,作为通向控制安全危险警告的供电线路的所有辅助控制电源线设备地区备用装置应急照明的辅助照明供电线路应为辅助照明供电线路中的照明配电线路,该线路应能有效地独立于接地线,并能从主电网独立和就地连接到正常照明,或备用照明配电辅助照明发电机组,可通过应急电源系统连接。应急辅助照明电源作为防爆电池应急疏散的位置标志装置,其可靠性得到可靠保证。夜间安全备用照明电源要求高低压转换,供电时间过快。应尽量避免直接使用自备电网电缆头设备或备用电池,不得完全为外部自发照明配电装置。当与电网连接时,应在需要夜间安全照明备用电源照明的原供电地点,将其与电网中所有其他专用电源设备完全断开。备用电源安全照明系统设备根据需要通常只有相对较短的安全、可持续和有效的连续工作时间,其照明备用电源一般应接入设备用户用高压电网或备用风力发电机组的线路系统。

4.3消防弱电系统的接地问题

直流系统工作场所必须接地,当需要在设备系统中合理设置自动消防监控和报警自动监控系统电源切换和自动消防设备联动系统时。可要求采用为设备系统专门设计的方法或所有设备共用的方法对其进行接地的保护装置,一般认为最好尽可能采用设备特殊接地方法的接地保护方法。然而,其结构往往难以严格满足设计和技术要求的接地点间距要求。在建筑电气设备工程中,各种大型工业电气设备的接地通常被认为是设备之间的一种接地方式或共用接地方式。当设计或工况有特殊要求时,将上述设备作为共用防雷接地线的连接装置进行安装,应特别注意,防雷电缆接地电缆干线上的大电流引入段一般不允许单独使用扁钢铜排电缆或裸铜排电缆,为了充分有效地避免防雷电缆干线与其他建筑物或防雷电缆直接接地,钢筋混凝土墙板结构等特殊建筑物之间的直流接触会影响有效接地,建筑物对消防电气设备或各种电子设备防雷系统的可靠接地安全影响。

5电气节能设计

5.1变压器节能

1) 要正确合理地设计和选择各种主变压器的额定容量类型数量和实际运行的机组数量,选择适合实际运行负荷的大容量备用变压器及其运行容量参数和主电源负荷规模,并按适当、合理的比例分配各主变压器的负荷规模,确保设备的日常运行或工作负荷在节能、高效、低负荷能力范围内,并达到额定运行效率。(2) 尽量选用环保节能型变压器。由于其无功损耗级差小、重量轻、噪声值系数低、效率级差系数高、耐冲击、节能运行效率显著且易于使用等突出综合优势,在设计或安装线路时,也应考虑选用效率高、能耗级差小的节能变压器。例如,油浸式变压器在我国已逐步发展,并已成为比原S9变压器系列节能技术水平更高的另一种新型产品,如S10、S11系列、S11变压器等。与我国原S9变压器系列相比,空载电压损耗系数平均降低约30%,空载电流损耗也将平均降低到70%左右。

5.2供配电系统节能

1) 供配电转换系统的电路连接应能保证其功能尽可能简单、稳定、可靠。在同一等级额定工作电压等级范围内,各供电侧的系统级与各变电站的配电转换级之间的间隔不应太大,类似于2级的正负差,尽量减少由于各变电所侧系统串联重叠或过度重叠造成的二次循环电能转换损耗。(2) 通过合理、科学的设计,选择最佳的供电系统电压。在相同电源条件下,电压精度越高,损耗范围越小。现代民用建筑中的主电源和控制空调设备的电压等级大多为三相直流单相220伏安/直流高压四线380V,但其中一些专用于大型工业项目或安装在厂房规模过大的现代民用工业建筑中的大型中央空调主机。为了真正达到安全、环保、节能、经济的主要目的,本设计与现有方案相比,可再选择10千伏或(6)千兆伏大功率空调、制冷及自动控制设备。(3) 供电升压线变电站的布置应适当靠近主电网负荷中心。低压配电网之间的连接线应尽量避免线路靠近低压电气竖井。合理设计、规划、分布和利用低压供电网络,使整个低压系统的供电和降压线路半径尽量控制在200m以内,供电降压系统线路上的线电压损耗范围必须完全达到为满足电网相关等级规范和标准而设计的最安全线路的允许电压值,以减少线损电压谐波的谐波损耗,提高和保障了供电区域高低压通信网长期运行带来的长期稳定性,保障了供电系统的安全和质量,为提高供电网络稳定、可靠、高效的运行能力提供了可观的经济效益。(4) 在综合考虑和选择各种电力变压器时,其容量类型和规格以及所分配的变压器数量,各变电所用户应根据变电所负荷情况,重点考虑各变电所的运行投资和强度比以及各变电所实际设计和运行投入的总设计成本的总体经济考虑,对变电所总负荷容量进行合理的经济再分配,应选择每种变压器容量类型和规格,以匹配其电力负荷的大小。

6结语

综上所述,建筑环境电气控制系统的设计非常复杂。特别是对于许多高层建筑,由于单体建筑高度要求高,人员分布密集,线路供电设施的供电可靠性要求以及环境消防设备等电气设备的运行要求必须是高度安全、稳定、可靠的,这也对建筑电气设计人员提出了更高层次的要求。随着当代科学技术的深入发展,建筑电气系统的设计实践也将在这方面不断取得进步、创新和技术进步,这必将为振兴中国特色民族建筑在新时代提供强大的发展动力。

参考文献:
  [1] 孙蓓云.论建筑电气设计中的消防设计[J].低压电器,2009(20).
  [2] 邹玉宣.民用建筑电气节能设计规范与施工规范探讨[J].安装,2009(9).
  [3] 陈清.浅析消防电气设计中应注意的几个问题[J].中国科技财富,2009(2).

 

 


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